PENDAHULUAN
Latar
Belakang
Stoikiometri
berasal dari bahasa Yunani yaitu stoiceon (unsur) dan metrein (mengukur). Stoikiometri
berarti mengukur unsur-unsur dalam hal ini adalah partikel atom ion, molekul yang terdapat
dalam unsure atau senyawa yang terlibat dalam reaksi kimia. Stoikiometri adalah
ilmu yang mempelajari dan menghitung hubungan kuantitatif dari reaktan dan
produk dalam reaksi kimia (persamaan kimia) yang didasarkan pada hukum-hukun
dasar dan persamaan reaksi (Achmad, 1996).
Stoikiometri beberapa reaksi dapat
dipelajari dengan mudah, salah satunya dengan metode JOB atau metode Variasi
Kontinu, yang mekanismenya yaitu dengan dilakukan pengamatan terhadap
kuantitas molar pereaksi yang berubah-ubah, namun molar totalnya sama. Sifat
fisika tertentunya (massa, volume, suhu, daya serap) diperiksa, dan
perubahannya digunakan untuk meramal stoikiometri sistem. Dari grafik aluran
sifat fisik terhadap kuantitas pereaksi, akan diperoleh titik maksimal atau
minimal yang sesuai titik stoikiometri sistem, yang menyatakan perbandingan pereaksi-pereaksi
dalam senyawa. Perubahan kalor pada reaksi kimia bergantung jumlah pereaksinya.
Jika mol yang bereaksi diubah dengan volume tetap, stoikiometri dapat
ditentukan dari titik perubahan kalor maksimal, yakni dengan mengalurkan
kenaikan temperatur terhadap komposisi campuran ( Sutrisno, 1986).
Ilmu kimia merupakan salah satu
cabang dari sains. Sasaran utama ialah mempelajari setiap persoalan di alam
dengan eksperimen dan menemukan fisika biasanya diperoleh melalui eksperimen.
Oleh karena itu ilmu kimia adalah ilmu yang berlandaskan eksperimen. Jika dari
sejumlah eksperimen diperoleh hasil yang sama maka ketentuan ini dapat
diungkapkan dalam pernyataan yang singkat disebut hukum. Jadi hukum adalah
ketentuan yang diperoleh dari hasil eksperimen. Pernyataan yang umum digunakan
untuk menyatakan hukum kekekalan massa adalah massa dapat berubah bentuktetapi
tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan (Achmad, 1996).
Untuk
suatu proses kimiawi di dalam suatu sistem tertutup, massa dari reaktan harus
sama dengan massa produk. Berdasarkan ilmu relativitas spesial, kekekalanmassa
adalah pernyataan dari kekekalan energi. Massa partikel yang tetap dalam suatusistem
ekuivalen dengan energi momentum pusatnya. Pada beberapa peristiwa
radiasi,dikatakan bahwa terlihat adanya perubahan massa menjadi energi. Hal ini
terjadi ketikasuatu benda berubah menjadi energi kinetik/energi potensial dan
sebaliknya. Karena massadan energi berhubungan, dalam suatu sistem yang
mendapat/mengeluarkan energi, massadalam jumlah yang sangat sedikit akan
tercipta/hilang dari sistem. Namun demikian, dalamhampir seluruh peristiwa yang
melibatkan perubahan energi, hukum kekekalan massadapat digunakan karena massa
yang berubah sangatlah sedikit (Achmad, 1996).
Stoikiometri reaksi adalah penentuan
perbandingan masa unsur-unsur dalam senyawa dalam pembentukan senyawanya. Pada
perhitungan kimia secara stoikiometri, biasanya diperlukan hukum-hukum dasar
ilmu kimia, diantaranya hukum kekekalan massa: hukum kekekalan massa
dikemukakan oleh Antonio Laurent Laoisier (1785) yang berbunyi: massa zat
sebelum dan sesudah reaksi sama. Hukum perbandingan tetap: hukum proust atau
hukum perbandingan tetap yang berbunyi: setiap senyawa terbentuk dari unsur-unsur
dengan perbandingan tetap. Hukum kelipatan perbandingan / Hukum Perbandingan
Berganda (Hukum Dalton): “Jika dua jenis unsure dapat membentuk lebih dari satu
macam senyawa, maka perbandingan massa salah satu unsur yang terikat pada massa
unsur lain yang sama, merupakan bilangan bulat dan sederhana”. Hukum
perbandingan volume (Hukum Gay Lussac): “Pada suhu dan tekanan yang sama,
perbandingan volum gas-gas yang bereaksi dan dan hasil reaksi merupakan
bilangan bulat dan sederhana”. Hukum Avogadro: “Pada suhu dan tekanan yang
sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah partikel yang sama pula.”
(Nonimus, 2008).
Tujuan
Adapun tujuan
dari praktikum ini adalah untuk menentukan koefisien reaksi berdasarkan
pembentukan endapan dan perubahan temperatur serta menentukan hasil reaksi mol.
TINJAUAN PUSTAKA
Suatu reaksi kimia
adalah proses dimana ikatan atom di dalam molekul-molekul zat-zat yang
bereaksi dipecahkan, diikuti oleh penyusunan kembali dari atom-atom tersebut
dalam kombinasi molekul baru. Dengan perkataan lain, timbul zat kimia baru dan yang
lama hilang, tetapi atom atomnya tetap sama. (Harijono, 1987).
Reaksi kimia secara
umum dapat dibagi menjadi 2 kelompok besar, yaitu reaksi asam-basa dan reaksi
redoks. Secara garis besar, terdapat perbedaan yang mendasar antara kedua jenis
reaksi tersebut, yaitu pada reaksi redoks terjadi perubahan bilangan oksidasi
(biloks), sedangkan pada reaksi asam-basa tidak ada perubahan biloks. Kedua
kelompok reaksi kimia ini dapat dikelompokkan ke dalam 4 tipe reaksi: sintesis,
dekomposisi, penggantian tunggal, dan penggantian ganda (Achmad, 1996).
Pengertian unsur-unsur
dalam hal ini adalah partikel-partikel atom, ion, molekul atau electron yang
terdapat dalam unsur atau senyawa yang terlibat dalam reaksi kimia.
Stoikiometri yang menyangkut cara untuk menimbang dan menghitung spesi-spesi
kimia atau dengan kata lain, stoikiometri adalah kajian tentang
hubungan-hubungan kuantitatif dalam reaksi kimia (Achmad, 1996).
Kofigurasi elektron unsur-unsur
menunjukkan suatu keragaman periodik dengan bertambahnya nomor atom. Akibatnya,
unsur-unsur juga akan menunjukkan keragaman periodik dalam perilaku fisika dan
kimianya. Pada umumnya
unsur-unsur yang segolongan dalam Sistem Periodik Unsur mempunyai sifat yang
hampir mirip. Unsur-unsur tersebut sifat-sifatnya akan bertambah atau berkurang
secara periodik dari atas ke bawah. Begitu pula jika unsur-unsur itu membentuk
senyawa. Sifat-sifat senyawa yang terbentuk juga mirip. Namun ada perbedaan
sifat pada senyawa itu yang disebabkan oleh perbedaan ukuran atom atau ion
unsur-unsur tersebut (Chang, 2003).
Dengan menentukan kekuatan oksidasi
relatif unsur-unsur golongan halogen, maka akan diperoleh suatu pengertian
mengenai kecenderungan unsur-unsur untuk menarik elektron. Kecenderungan untuk
menarik elektron itu dapat dihubungkan dengan berubahnya ukuran atom dan ukuran
ion. Logam alkali
dan alkali tanah mempunyai warna yang khas. Pada percobaan ini akan dipelajari
reaksi logam alkali maupun alkali tanah dengan air, warna nyala logam alkali
dan alkali tanah dan kelarutan senyawa alkali tanah dalam air. Perbedaan
kelarutan senyawa-senyawa logam alkali tanah dapat digunakan untuk membedakan
ion-ion logam alkali tanah (Brescia, 1980).
Salah satu jenis reaksi yang umumnya berlangsung dalam
larutan berair adalah reaksi pengendapan (precipitation reaction) dengan ciri
terbentuknya produk yang tak terlarut atau endapan. Endapan adalah padatan tak
terlarut yang terpisah dari larutan. Reaksi pengendapan biasanya melibatkan
senyawa-senyawa ionik. Untuk meramalkan apakah endapan akan terbentuk jika dua
larutan dicampurkan dapat digunakan konsep kelarutan dari zat terlarut, yaitu
jumlah maksimum zat terlarut yang akan larut dalam sejumlah tertentu pelarut
pada suhu tertentu. Dalam konteks kualitatif ahli kimia membagi zat-zat sebagai
zat dapat larut, sedikit larut atau tak dapat larut. Zat dikatakan dapat larut
jika sebagian besar zat tersebut melarut bila ditambahkan air. Jika tidak zat
tersebut digambarkan sebagai sedikit larut atau tidak dapat larut. Semua
senyawa ionik merupakan elektrolit kuat tapi daya larutnya tidak sama (Beran,
1978).
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Alat
Alat yang digunakan dalam praktikum kali ini yaitu:
- Tabung reaksi, digunakan sebagai
tempat mereaksikan bahan kimia.
- Pengadung
gelas, digunakan untuk mengaduk larutan.
- Rak tabung rekasi, digunakan untuk
meletakkan tabung reaksi agar tersusun rapi dan tidak tumpah.
- Mistar, digunakan untuk mengukur
larutan.
- Termometer, digunakan untuk mengukur
suhu.
- Botol semprot, digunakan untuk
mencuci dan membantu dalam proses pengenceran.
- Gelas beker, digunakan sebagai
tempat larutan dan juga dapat digunakan juga untuk memanaskan larutan.
Bahan
Bahan yang digunakan dalam praktikum
kali ini yaitu:
- Akuades, berfungsi sebagai pencuci
alat-alat laboratorium.
- NaOH 0,1 M 75 ml sebagai reaksi
endapan.
- NaOH, 1,0 M 75 ml sebagai pengukuran
stoikiometri asam basa.
- CuSO4, 0,1 M 75 ml
sebagai reaksi endapan.
- HCl, 1,0 M 75 ml sebagai pengukuran stoikiometri asam basa.
Waktu dan Tempat
Praktikum ini
dilaksanakan pada hari senin pukul 16:50-selesai tanggal 07 Desember 2015,
bertempat di Laboratorium Fisika Kimia Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian
Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru.
Prosedur
Kerja
a.
Stokiometri
Reaksi Pengendapan
1. Sediakan
dua buah tabung reaksi. ke dalam 1 tabung reaksi masukkan 5 ml NaOH 0,1 M. Pada tabung reaksi
yang lain masukkan 25 ml CuSO4 0,1. Campurkan kedua larutan itu
kemudian kocok.
2. Biarkan
campuran tersebut agar endapan yang terbentuk berada di dasar tabung reaksi.
3. Ukur
tinggi endapan yang terbentuk menggunkan mistar (agar akurat terapkan satuan
mili-meter).
4. Lakukan
cara yang sama dengan langkah (1-3)
untuk percobaan berikut, dengan mengubah volume pereaksi masing-masing
tetapi volume total tetap 30 ml, yaitu:
- 10
ml NaOH 0,1 M dan 20 ml CuSO4 0,1 M
- 15
ml NaOH 0,1 M dan 15 ml CuSO4 0,1 M
- 20
ml NaOH 0,1 M dan 10 ml CuSO4 0,1 M
- 25
ml NaOH 0,1 M dan 5 ml CuSO4 0,1 M
5. Buat
grafik yang menyatakan hubungan antara tinggi endapan (sumbu y) dan volume
larutan (sumbu x), sehingga diperoleh titik optimum kurva.
6. Dari
grafik tentukan koefisien reaksi berdasarkan titik optimum menyatakan
perbandingan koefisien reaksi.
7. Bandingkan
dengan koefisien reaksi yang diperoleh dari menyetarakan persamaan reaksi.
b.
Stokiometri
Sistem Asam Basa
1. Ke
dalam tabung reaksi, masukkan 5 ml NaOH 1,0 M dan ke dalam tabung reaksi
lainnya masukkan 25 ml HCl
1,0 M. Kemudian ukur temperatur kedua larutan tersebut (TM) dan diusahakan agar
sama dapat dilakukan dengan merendam kedua tabung reaksi tersebut dalam
penangas air.
2. Campurkan
kedua larutan tersebut hingga volume total 30 ml, ukur temperatur campuran dan
catat suhu maksimum yang konstan (TA).
3. Lakukan
cara yang sama untuk percobaan berikut dengan mengubah volume pereaksi masing-masing
hingga volume total campuran adalah 30 ml, yaitu:
- 10
ml NaOH 1,0 M dan 20 ml HCl 1,0 M
- 15
ml NaOH 1,0 M dan 15 ml HCl 1,0 M
- 20
ml NaOH 1,0 M dan 10 ml HCl 1,0 M
- 25
rml NaOH 1,0 M dan 5 ml Hcl 1,0 M
4. Buat
grafik yang menyatakan hubungan antara perubahan temperatur (sumbu y) dan
Volume asam atau basa (sumbu x)
5. Dari
grafik tentukan koefisien reaksi berdasarkan titik optimum yang diperoleh.
Titik optimum menyatakan perbandingan koefisien reaksi.
6. Bandingkan
dengan koefisien reaksi yang diperoleh dari menyetarakan persamaan reaksi.
HASIL
DAN PEMBAHASAN
HASIL
Berdasarkan praktikum
yang dilakukan dilaboratorium maka diperoleh hasil sebagai berikut:
Tabel
1. Hasil stoikiometri reaksi pengendapan
NaOH (ml)
|
CuSO4 (ml)
|
Tinggi endapan
(mm)
|
5
|
25
|
5
|
10
|
20
|
6
|
15
|
15
|
11
|
20
|
10
|
7
|
25
|
5
|
0
|
Tabel
2. Hasil stoikiometri sistem asam-basa
NaOH (ml)
|
HCl (ml)
|
Tm
|
Ta
|
∆T
|
5
|
25
|
31,5 ̊C
|
33
̊C
|
0,5 ̊C
|
10
|
20
|
31,75
̊C
|
33
̊C
|
1,25 ̊C
|
15
|
15
|
30,75 ̊C
|
32
̊C
|
1,25 ̊C
|
20
|
10
|
31 ̊C
|
33
̊C
|
2
̊C
|
25
|
5
|
31 ̊C
|
34
̊C
|
3 ̊C
|
Pembahasan
Dalam percobaan yang
telah saya lakukan, saya melihat terdapat beberapa perbedaan dari stoikiometri
endapan dan stoikiometri suhu, yaitu:
Pada stoikiometri
endapan terbentuk endapan setelah larutan NaOH dicampurkan dengan larutan CuSO4,
endapan tersebut berwarna biru muda dan menghasilkan basa. Pada stoikiometri
suhu tidak terbentuk endapan dan larutan tetap jernih. Pencampuran NaOH + HCl
menghasilkan asam.
2NaOH +
CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2
Reaksi antara NaOH dan CuSO4 menghasilkan dua jenis senyawa
dimana salah satu dari dua senyawa tersebut mengendap. Pendapat ini benar
karena dalam percobaan ketika anion SO42- bergabung
dengan suatu unsure membentuk garam, maka sebagian besar garam yang terbentuk
berupa garam yang larut. Sementara ketika OH- bereaksi dengan Cu
membentuk Cu(OH)2 yang tidak larut dalam air (mengendap).
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Ion Na berasal dari basa kuat dan ion Cl berasal dari
asam, ketika keduanya dicampurkan maka asam akan terionisasi menjadi ion
Hidrogen dan ion sisa asam, sedangkan basa terurai menjadi ion logam dan ion
hidroksil sehingga larutan bersifat netral atau pH= 7.
Dari tabel pada
percobaan stoikiometri endapan dapat diketahui bahwa perbedaan volume pada tiap
larutan yang dicampurkan menghasilkan tinggi endapan yang berbeda-beda namun
suhu sebelum dan sesudah dicampurkan tidak mengalami perubahan yang sangat
tinggi. Namun apabila kita melihat pada grafik dibawahnya larutan yang
mengalami tinggi endapan paling rendah adalah pada larutan NaOH 5 ml + CuSO4
25 ml. Sedangkan yang mengalami kenaikan endapan paling tinggi adalah pada
larutan NaOH 15 ml + CuSO4 15
ml.
Dari
tabel pada percobaan stoikiometri suhu didapatkan perubahan suhu dari suhu
larutan sebelum dicampurkan dan suhu larutan sesudah dilarutkan hanya mengalami
sedikit perubahan. Pada grafik dibawahnya dapat kita lihat bahwa larutan yang
mengalami perubahan suhu paling rendah adalah campuran dari larutan NaOH 5 ml +
HCl 25 ml. Sedangkan larutan yang mengalami perubahan suhu paling tinggi adalah
pada larutan NaOH 25 ml + HCl 5 ml.
KESIMPULAN
DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan hasil dalam
praktikum dapat disimpulan bahwa:
1.
Stoikiometri merupakan aspek kimia yang menyangkut hubungan berbagai
komponen dalam reaaksi kimia dan hubungan kuantitatif diantara komponen
tersebut.
2. Perubahan suhu, warna dan endapan (wujud) dapat
terjadi jika 2 zat dicampurkan.
3. Beberapa hukum dasar kimia yaitu
Hukum Kekekalan Massa, Hukum Perbandingan Tetap, Hukum kelipatan perbandingan atau Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton), Hukum Perbandingan Volum (Hukum Gay
Lussac), dan Hukum Avogadro.
4. Pengendapan
terendah pada campuran NaOH 5 ml + CuSO4
25 ml dan tertinggi NaOH 15 ml + CuSO4 15 ml. Lalu pada perubahan
suhu terendah yaitu campuran NaOH 5 ml + HCl 25 ml dan tertinggi NaOH 25 ml +
HCl 5 ml.
Saran
Kehati-hatian dalam praktikum kali ini sangat perlu untuk
diperhatikan karena banyak bahan kimia dan benda-benda yang mudah pecah serta
ketelitian dalam pengukuran hasil reaksi larutan.
DAFTAR PUSTAKA
Beran, 1978. Laboratory manual
for General Chemistry. New York: John Wiley & Sons.
Brescia, 1980. Fundamental of Chemistry
laboratory Students. New York: Academic Press.
Chang, 2003. Kimia Dasar Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Harijono, 1987. Termodinamika Teknik Aplikasi dan Termodinamika Statistik. Jakarta:
PT. Gramedia.
Luscua, Achmad. 1996. Stoikiometri Energitika Kimia. Bandung: PT
Citra Aditya Bakti.
Nonimus, 2008. Kimia
Dasar. Medan USU press.
Sutrisno, 1986. Buku Materi Pokok Fisika. Jakarta: Karvaika.
